JP2004138777A

JP2004138777A - 感光体ドラム、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置

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Publication number: JP2004138777A
Application number: JP2002302811A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kameyama; 亀山　賢士
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-17
Also published as: JP4361256B2

Abstract

【課題】ドラム部の内周面と画像形成装置本体との経時における導通の信頼性が高く、回転による摩擦音が比較的小さな感光体ドラム、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】この発明にかかる感光体ドラム１は、ドラム部２と、ドラム部２の内部に設置されるとともにドラム部２の外部から挿入される軸部材１０と係合する軸受部５とを備える。そして、軸受部５と軸部材１０との係合によって、ドラム部２の内周面２ａは、軸受部５及び軸部材１０を介在してドラム部２の外部に設置される導電性部材１２と電気的に導通する。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式の作像プロセスにおいて像担持体として用いられる感光体ドラムと、それを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ファクシミリ、複写機、プリンタ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
この感光体ドラムは、主として、円筒状のドラム部や、ドラム部の両端の開口に圧入接着されるフランジ部等で構成されている。
【０００３】
また、感光体ドラムのドラム部は、アルミニウム材料等からなる基体上に、有機材料からなる感光層を形成したものである。この感光体ドラムは、画像形成装置に設置されて、ドラム部の中心を回転中心として、所定の方向に回転する。そして、感光層が形成されたドラム部の外周面上で、所望の作像プロセスがおこなわれる。
【０００４】
ここで、感光体ドラムに形成された感光層にて、所望の作像プロセスを安定的におこなうためには、上述した感光体ドラムの基体を所定電位（例えば、アースである。）に保持する必要がある。
すなわち、感光体ドラムにおけるドラム部の内周面を、画像形成装置本体に設置される導電性部材と電気的に導通させて、その導電性部材を介して所定電位に保持する必要がある。
【０００５】
図５は、従来の感光体ドラムの要部を示す断面図である。
同図に示すように、感光体ドラム１は、主として、ドラム部２、ドラム部２の端部開口に圧入接着されたフランジ部３、ドラム部２の内周面２ａにねじ１６にて締結された板ばね１５等で構成される。
ここで、フランジ部３は、その中心に貫通穴を備えており、この貫通穴に本体側板１３に固設された支軸１１が係合する。こうして、感光体ドラム１の片側端部は、支軸１１によって支持される。
【０００６】
このとき、ドラム部２の内周面２ａに設置された板ばね１５は、支軸１１の先端と接触する。こうして、ドラム部２の内周面２ａは、板ばね１５及び支軸１１を介在して、感光体ドラム１の外部に設置された導電性部材としての板ばね１２に電気的に接続される。
また、フランジ部３は外周部にギア３ａを備えており、このギア３ａが画像形成装置本体に設置された駆動ギアと係合する。そして、感光体ドラム１は、駆動ギアによって、支軸１１を回転中心として回転駆動される。
【０００７】
このように図５の構成による導通方法は、感光体ドラム１の外部から挿入される支軸１１に対して、その先端に、内周面２ａに固設された板ばね１５を点接触させるものである。
これとは異なる導通方法としては、感光体ドラム１の外部から挿入される支軸に対して、その外周面に、内周面２ａに当接する板ばねを接触させるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−２７２１２１号公報（第２−３頁、第１−２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の画像形成装置は、感光体ドラムの基体と画像形成装置本体との、経時における電気的導通の信頼性が低いという第１の問題があった。そして、感光体ドラム基体と画像形成装置本体との導通が不安定になると、感光体ドラム上で形成するトナー像の画像品質に大きく影響することになる。
【００１０】
具体的には、上述した図５の画像形成装置の場合、板ばね１５と支軸１１先端とは点接触しているために、導通が安定しない。また、経時において板ばね１５のばね力が低下すると、双方の接触力が低下して導通性が悪化する。
【００１１】
また、上述の特許文献１に係わる画像形成装置の場合にも、板ばねが支軸の外周面に接触しているために、経時における導通の信頼性が低い。すなわち、感光体ドラムの回転により支軸に接触する板ばねが磨耗したり、経時にばね力が低下して、双方の接触力が低下して導通性が悪化する。
【００１２】
また、上述した従来の画像形成装置は、大きな摩擦音が発生するという第２の問題があった。
具体的には、上述した図５の画像形成装置の場合、板ばね１５と支軸１１先端との接触性を確保するために、板ばね１５は、ある程度大きなばね力にて支軸１１先端に当接している。そのため、感光体ドラムの回転により、支軸と板ばねとの接触部で生じる摩擦音が大きくなってしまう。特に、それらの点接触の位置が、支軸１１の中心位置と一致しない場合には、より大きな摩擦音が生じる。
【００１３】
また、上述の特許文献１に係わる画像形成装置の場合にも、板ばねと支軸との接触性を確保するために、板ばねは、ある程度大きなばね力にて支軸の外周面に接触している。そのため、感光体ドラムの回転により、支軸と板ばねとの接触部で生じる摩擦音が大きくなってしまう。
【００１４】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ドラム部の内周面と画像形成装置本体との経時における導通の信頼性が高く、回転による摩擦音が比較的小さな感光体ドラム、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１記載の発明にかかる感光体ドラムは、ドラム部と、前記ドラム部の内部に設置されるとともに、前記ドラム部の外部から挿入される軸部材と係合する軸受部とを備え、前記軸受部と前記軸部材との係合によって、前記ドラム部の内周面は前記軸受部及び前記軸部材を介在して前記ドラム部の外部に設置される導電性部材と電気的に導通するものである。
【００１６】
また、請求項２記載の発明にかかる感光体ドラムは、上記請求項１記載の発明において、前記軸受部は、前記ドラム部の内周面に内接するものである。
【００１７】
また、請求項３記載の発明にかかる感光体ドラムは、上記請求項１記載の発明において、前記軸受部と前記ドラム部の内周面との間に弾性部材を備えたものである。
【００１８】
また、請求項４記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記ドラム部の端部開口にフランジ部を備え、前記フランジ部は、前記軸部材を貫通する貫通穴を備えたものである。
【００１９】
また、この発明の請求項５記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の感光体ドラムと、前記軸部材とを、備えたものである。
【００２０】
また、請求項６記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、上記請求項５記載の発明において、前記軸部材は、カートリッジ内の感光体ドラムの位置を定める支軸と一体的に形成されたものである。
【００２１】
また、請求項７記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、上記請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記軸部材を、弾性部材としたものである。
【００２２】
また、請求項８記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、上記請求項５〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記軸受部と前記軸部材とが係合する係合部に導電性グリースを塗布したものである。
【００２３】
また、この発明の請求項９記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の感光体ドラムと、前記軸部材と、前記導電性部材とを、備えたものである。
【００２４】
また、請求項１０記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項９記載の発明において、前記軸部材は、装置内の感光体ドラムの位置を定める支軸と一体的に形成されたものである。
【００２５】
また、請求項１１記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項９又は請求項１０に記載の発明において、前記軸部材を、弾性部材としたものである。
【００２６】
また、請求項１２記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記軸受部と前記軸部材とが係合する係合部に導電性グリースを塗布したものである。
【００２７】
また、本明細書において、「プロセスカートリッジ」とは、感光体ドラムを帯電する帯電部と、感光体ドラム上の静電潜像を現像する現像部と、感光体ドラム上の未転写トナーを回収するクリーニング部とのうち、少なくとも１つの要素部と、感光体ドラムとが、一体的にカートリッジ化されて、画像形成装置本体に着脱自在に形成された集合体と定義する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２９】
実施の形態１．
図１及び図２にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１は、実施の形態１における画像形成装置としてのファクシミリ全体を示す構成図である。また、図２は、図１のファクシミリに設置される感光体ドラムの駆動側要部を示す断面図である。
【００３０】
まず、図１にて、ファクシミリ全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は感光体ドラム、２２は画像情報に基づき感光体ドラム１上にレーザ光を照射する光学部、２３は感光体ドラム１上を帯電する帯電部、２４は感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像する現像部、２５は感光体ドラム１に形成されたトナー像を転写紙に転写する転写部、２６は感光体ドラム１上の未転写トナーを回収するクリーニング部、２９は転写紙が収納される給紙部、３０は給紙部２９から搬送路に向けて転写紙を供給する給紙コロ、３２は転写工程後の転写紙上のトナー像を定着する定着部、３３は定着工程後の転写紙を排紙部に向けて排出する排紙ローラ、３４は排出された転写紙が積載される排紙部を示す。
【００３１】
以上のように構成されたファクシミリにおける、受信時の動作について簡単に説明する。
感光体ドラム１は、図示せぬ駆動部によって、図１の時計方向に回転駆動される。そして、まず、感光体ドラム１表面は、帯電部２３の位置で帯電される。その後、帯電された感光体ドラム１表面は、レーザ光の照射位置に達する。
【００３２】
そして、電話回線を通じて転送された送信側の画像情報に基づいて、光学部２２から感光体ドラム１上に向けてレーザ光が発せられる。これにより、感光体ドラム１表面には、上述の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
そして、潜像が形成された感光体ドラム１表面は、現像部２４の位置に達する。そして、現像部２４によって、感光体ドラム２４上の潜像が現像される。
【００３３】
その後、現像部２４により現像された感光体ドラム１表面は、転写部２５との対向位置に達する。そして、転写部２５によって、感光体ドラム１上のトナー像が、転写紙上に転写される。このとき、感光体ドラム１上には、転写紙に転写されない未転写トナーが僅かながら残存する。
【００３４】
その後、転写部２５位置を通過した未転写トナーを有する感光体ドラム１表面は、クリーニング部２６との対向位置に達する。クリーニング部２６では、感光体ドラム１に当接するクリーニングブレードにより、ドラム表面に付着する未転写トナーがクリーニング部２６内に回収される。
その後、クリーニング部２６を通過した感光体ドラム１表面は、除電部の位置に達する。そして、除電部で感光体ドラム１表面の電位は除電されて、一連の作像プロセスが終了する。
【００３５】
一方、転写部２５でトナー像が転写される転写紙は、給紙部２９から給送されたものである。すなわち、給紙部２９に収納された転写紙のうち、１枚の転写紙が、給紙コロ３０によって搬送路に向けて搬送される。そして、搬送路中の転写紙は、レジストローラの位置に達して、レジストローラによって感光体ドラム１表面のトナー像とタイミングを合わせて転写部２５に搬送される。
【００３６】
その後、転写工程後の転写紙は、定着部３２の位置に達する。そして、定着部３２で、転写工程後の転写紙上のトナー像が定着される。
そして、定着工程後の転写紙は、排紙ローラ３３を通過して、排紙部３４上に排出される。
【００３７】
なお、図１の感光体ドラム１は、画像形成装置に対して着脱自在に構成されている。
これに対して、上述の感光体ドラム１と、帯電部２３と、現像部２４と、クリーニング部２６とを、一体的に構成したプロセスカートリッジとすることもできる。この場合、図１の感光体ドラム１を備えたプロセスカートリッジが、画像形成装置に対して着脱自在に構成されることになる。
【００３８】
次に、図２にて、上述のファクシミリに設置される感光体ドラムについて説明する。
図２において、１は感光体ドラム、２は感光体ドラム１のドラム部、２ａはドラム部２の内周面、３はドラム部２の端部開口に設置されるフランジ部、５はドラム部２の内部に設置される軸受部、９は装置本体の一部をなすケース、１０は支軸１１と一体的に形成された軸部材、１１はケース９に固設された支軸、１２は装置本体に設置された導電性部材としての板ばねを示す。
【００３９】
ここで、感光体ドラム１のドラム部２は、アルミニウム材料等からなる基体上に、有機材料からなる感光層を形成したものである。すなわち、ドラム部２の内周面２ａは、基体の内周面でもある。そして、感光層が形成されたドラム部２の外周面上で、上述した作像プロセスがおこなわれる。
【００４０】
また、ドラム部２の片側の端部開口には、ギア３ａを備えたフランジ部３が圧入接着されている。そして、フランジ部３の中心には、貫通穴が設けられている。この貫通穴にケース９に固設された支軸１１が係合して、感光体ドラム１の片側端部が装置本体に支持される。
なお、図示は省略するが、ドラム部２の反対側の端部開口にも、フランジ部が圧入接着されている。そして、そのフランジ部に係合する係合部材によって、感光体ドラム１の反対側端部が装置本体に支持される。
ここで、ドラム部３に圧入されるフランジ部３は、導電性を有さない樹脂材料からなる。
【００４１】
また、感光体ドラム１におけるドラム部２の内部には、その内周面２ａに内接するように、軸受部５が圧入されている。軸受部５の中心には、軸部材１０と係合する貫通穴が設けられている。ここで、軸受部５の中心は、ドラム部２の中心とほぼ一致するように形成される。そして、感光体ドラム１が装置本体に設置されたときに（図中矢印方向の設置方向である。）、軸部材１０が軸受部５と密着して係合するように形成されている。
なお、軸受部５は、例えば、カーボンを含有するとともに摩擦係数の小さな導電性樹脂からなる。
【００４２】
また、軸部材１０は、一端側がフランジ部３の貫通穴を通って軸受部５と係合し、他端側が装置本体に設置された板ばね１２に接触している。ここで、軸部材１０は、ステンレス鋼等の導電性材料からなる。これにより、感光体ドラム１の内周面２ａは、軸受部５と軸部材１０を介在して、板ばね１２と導通することになる。
なお、図示は省略するが、板ばね１２は、装置本体の金属からなる筐体に対して電気的に接続されている。
【００４３】
このように構成された感光体ドラム１において、フランジ部３のギア３ａと、装置本体に設けられた不図示の駆動ギアとが、係合する。そして、その駆動ギアによって、感光体ドラム１は、支軸１１を回転中心として回転する。このとき、軸部材１０に係合する軸受部５も、軸部材１０との接触を維持しながら、その中心を回転中心として感光体ドラム１と一体的に回転する。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態１においては、感光体ドラム１の外部から挿入される軸部材１０が、感光体ドラム１の内部に設けられた軸受部５と、その軸受幅にわたり周状に当接する。このように、本実施の形態１の構成は、板ばねのばね性に依存した接触を避けて、軸と軸受との面接触を用いたものである。これによって、ドラム部２の内周面２ａと装置本体との電気的接続性が高まり、経時における導通性も安定する。また、軸部材１０と軸受部５との接触部には付勢力が作用しないために、比較的摩擦音の小さな装置を提供することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態１では、感光体ドラム１に設置される軸受部５を、導電性を有するすべり軸受にて構成した。これに対して、軸受部５を、内輪と外輪とがボール又はコロを介して電気的に接続されるころがり軸受にて構成することもできる。
【００４６】
実施の形態２．
図３にて、この発明の実施の形態２について説明する。
図３は、実施の形態２における感光体ドラムの要部を示す断面図であり、前記実施の形態１の図２に対応する図である。ここで、本実施の形態２は、主として軸受部の構成が、前記実施の形態１と相違する。
【００４７】
図３において、５はドラム部１の内部に設置された軸受部、５ａは軸受部５の面取り部、８は軸受部５の外周の一部に設置された弾性部材としての板ばね、１０は支軸１１の先端側に一体的に形成された軸部材、１１は本体側板１３に固設された支軸を示す。
【００４８】
図３に示すように、軸受部５は、板ばね８を介してドラム部２の内周面２ａに設置されている。また、板ばね８は導電性を有するばね鋼からなる。これにより、感光体ドラム１の内周面２ａは、板ばね８、軸受部５、軸部材１０、支軸１１を介在して、外部に設置された板ばね１２と導通することになる。
なお、支軸１１は、軸部材１０と同じ材料にて一体的に形成されている。また、支軸１１は、感光体ドラム１のフランジ部３と係合して、感光体ドラム１の回転軸となっている。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態２においても、感光体ドラム１の外部から挿入される軸部材１０が、感光体ドラム１の内部に設けられた軸受部５と比較的広い範囲で当接する。これにより、前記実施の形態１と同様に、ドラム部２の内周面２ａと装置本体との電気的接続性が高まり、経時における導通性が安定するとともに、比較的異音の少ない装置を提供することができる。
【００５０】
また、本実施の形態２では、前記実施の形態１とは異なり、軸受部５の外周に板ばね８を設置しているために、本体側に設置される軸部材１０の軸中心位置に対して、軸受部５が中心位置を変位させて追従することができる。これにより、軸受部５の穴中心と軸部材１０の軸中心とが一致しない場合でも、軸部材１０が軸受部５の貫通穴に容易に係合するとともに、軸受部５が軸部材１０の外周をスムーズに回転することになる。
さらに、軸受部５には面取り部５ａが設けられており、軸部材１０の先端部にも面取り部が設けられている。これにより、軸部材１０を、軸受部５の貫通穴に容易に係合することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態２では、軸受部５の外周部に、弾性部材としての板ばね８を設置した。しかし、本発明の構成はこれに限定されることはなく、軸受部５の外周部に、導電性を有するスプリングやゴム等の弾性部材を設置することもできる。
【００５２】
実施の形態３．
図４にて、この発明の実施の形態３について説明する。
図４は、実施の形態３における感光体ドラムの要部を示す断面図であり、前記実施の形態１の図２に対応する図である。ここで、本実施の形態３は、主として軸部材の構成が、前記実施の形態１と相違する。
【００５３】
図４に示すように、支軸１１の先端には、軸部材１０が圧入されている。この軸部材１０は、ばね材料等の導電性を有する弾性部材で構成されている。また、軸受部５は、前記実施の形態１と同様に、ドラム部２の内周面２ａに内接している。これにより、感光体ドラム１の内周面２ａは、軸受部５、軸部材１０、支軸１１を介在して、外部に設置された板ばね１２と導通することになる。
なお、本実施の形態３の軸受部５は、前記各実施の形態とは異なり、フランジ部３に一体的に形成されている。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態３においても、感光体ドラム１の外部から挿入される軸部材１０が、感光体ドラム１の内部に設けられた軸受部５と比較的広い範囲で当接する。これにより、前記各実施の形態と同様に、ドラム部２の内周面２ａと装置本体との電気的接続性が高まり、経時における導通性が安定するとともに、比較的異音の少ない装置を提供することができる。
【００５５】
また、本実施の形態３では、前記実施の形態１とは異なり、軸部材１０が弾性部材にて構成されているために、感光体ドラム１側に設置される軸受部５の穴中心位置に対して、軸部材１０が中心位置を変位させて容易に追従する。これにより、軸受部５の穴中心と軸部材１０の軸中心とが一致しない場合でも、軸部材１０が軸受部５の貫通穴に容易に係合するとともに、軸受部５が軸部材１０の外周をスムーズに回転することになる。
【００５６】
なお、上記各実施の形態では、軸受部５と軸部材１０との係合部において、双方の部材が直接的に接触する構成とした。これに対して、軸受部５と軸部材１０との係合部に、導電性グリースを塗布する構成とすることもできる。そして、この場合、軸受部５と軸部材１０との係合部に僅かな隙間がある場合にも、導電性グリースがその隙間に入り込み、双方の導通性をより確実にすることができる。さらに、軸受部５と軸部材１０との摩擦を緩和して、摩擦音の発生をより少なくすることができる。
【００５７】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態の中で示唆した以外にも、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、ドラム部基体と画像形成装置本体との経時における導通の信頼性が高く、回転による摩擦音が比較的小さな感光体ドラム、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置全体を示す構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に設置される感光体ドラムの要部を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２における感光体ドラムの要部を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態３における感光体ドラムの要部を示す断面図である。
【図５】従来の感光体ドラムの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１　感光体ドラム（像担持体）、　２　ドラム部、　２ａ　内周面、
３　フランジ部、　５　軸受部、　５ａ　面取り部、
８　板ばね（弾性部材）、　９　ケース、
１０　軸部材、　１１　支軸、
１２　板ばね（導電性部材）、　１３　本体側板。

Claims

ドラム部と、
前記ドラム部の内部に設置されるとともに、前記ドラム部の外部から挿入される軸部材と係合する軸受部とを備え、
前記軸受部と前記軸部材との係合によって、前記ドラム部の内周面は前記軸受部及び前記軸部材を介在して前記ドラム部の外部に設置される導電性部材と電気的に導通することを特徴とする感光体ドラム。
前記軸受部は、前記ドラム部の内周面に内接することを特徴とする請求項１に記載の感光体ドラム。
前記軸受部と前記ドラム部の内周面との間に弾性部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の感光体ドラム。
前記ドラム部の端部開口にフランジ部を備え、
前記フランジ部は、前記軸部材を貫通する貫通穴を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の感光体ドラム。
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の感光体ドラムと、前記軸部材とを、備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
前記軸部材は、カートリッジ内の感光体ドラムの位置を定める支軸と一体的に形成されたことを特徴とする請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
前記軸部材は、弾性部材であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
前記軸受部と前記軸部材とが係合する係合部に導電性グリースを塗布したことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の感光体ドラムと、前記軸部材と、前記導電性部材とを、備えたことを特徴とする画像形成装置。
前記軸部材は、装置内の感光体ドラムの位置を定める支軸と一体的に形成されたことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
前記軸部材は、弾性部材であることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の画像形成装置。
前記軸受部と前記軸部材とが係合する係合部に導電性グリースを塗布したことを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれかに記載の画像形成装置。